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音响放大器电流声是如何解决的
# O# i7 W! r3 Q# G ~( e 有很多朋友经常受到放大器的电流声困扰，大部份朋友都认为电流声是因为接地不良所致，于是便努力把放大器的外壳接地，甚至把整个放大器用金属罩子屏蔽，但电流声依旧，苦无对策……' C8 U* P+ l2 S4 r. v
5 Q8 V; i, j+ R4 B- E 各人对电流声定义不一，先要找出你遇上哪一种电流声。+ p# S. Y" t# Y9 s
1 x+ `# N& H+ g0 b% t 超过一半的情况下，都不是接地出了问题。电流声更加不是由静电引起。; A" \& b# A4 _4 y0 ]
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+ i4 t7 i& N/ S+ x 但综观不同朋友的描述，「电流声」都是：
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● 连续不断的噪音
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● 噪音的响度颇为稳定/ D' E" j: @ I, P$ X9 s% W. `
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● 通常都是低频噪音
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综合各方朋友的遭遇，「电流声」可笼统归纳为以下几种情况引致：$ t, ]/ B3 N2 Q
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电源涟波噪音 (Ripple noise) ，即交流啍声 (Humming)
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感应噪声 (Pick-up noise) 包括人体拾波噪声 (Body pick-up)- a3 d5 k9 }% P- j- K
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线路板走线 (Layout) 或接地布局 (Grounding topology)! O* _, L. P5 f" S
. U" c1 j' [6 w- A5 ?$ T0 ] 不良地线噪音 (Ground noise) 及循环接地 (Ground loop)
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5 Q- g! ^# B1 f 机内布线及屏蔽策略不良 (Bad wiring and shielding strategy)2 T' i7 i; I& t. q" n
9 c8 s( Q( o4 x& r6 n7 t) j 交流啍声
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) ^2 {( y- b/ X 交流啍声的成因是电源滤波器设计不当，甚或偷工减料，导致市电的交流电讯号有一部份溜进了放大器。这种电流声的特色是频率很低，大部份情况下都很微弱，要把耳朵贴着扬声器才听到，而且即使把音量调到*，噪音依然存在。3 S- B) }3 n$ e7 U+ }3 ^1 h4 A
& X7 w% u0 ^2 g8 d9 N6 K9 Q 滤波电容 (水塘)，除了容量愈大愈好外，其等效串联电阻 (ESR) 也是愈小愈好!这是电流声中*常见的一种。一般情况下一些平价的山寨放大器较易遇到这种情况，反而 DIY 的放大器较少遇上这问题，为甚么呢?因为这种电流声*普遍的成因是电源滤波器用料不足，滤波电容器的容量不足，一些平价产品因为吝啬于昂贵的大容量电容器(俗称水塘)，所以比 DIY 放大器更容易出现问题(因为一般人 DIY 都会不惜工本)。
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) C; k4 r, H# \' R. w 如何解决这种电流声?那要看看你的放大器是使用外置还是内置变压器(火牛)，如果是使用内置变压器，情况较为复杂，需要把水塘换上更大容值的电容器，甚至增加电容器的数目，数只电容器并联时其容值会相加，但这种方法会受到机内空间所限，需要随机应变。
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由于这个噪音的频率很低(100Hz)，而且通常都很轻微，若碰上小口径的扬声器，这些廉价放大器往往可以蒙混过关，不过想检测电源涟波噪音，有一个很简单的方法，只要在放大器开启时用手摸一摸低频单元的震膜，若在无讯号或音量调到*时仍感受到扬声器的震膜震动，这便是一个很明显的交流啍声的证据。, H0 Y. ]# w8 r1 U2 j
0 _8 M7 w5 ?9 r/ g 如果是用外置变压器(例如一般迷你放大器)，当然以上的方法都适用，但有另一个更简单的做法──换上一个开关式电源变压器(SMPS) ，问题便会迎刃而解!
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很惊讶吧!首先开关电源的音质是不是很差，但是单就解决交流啍声，开关式源变压器的确有立竿见影之效。(当然使用开关电源可能会诱发另一问题，往后有机会再详细探讨。)
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! W2 r% f# W" {" i! V- } 原理：
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- d( U' [! I/ Q# Y/ [& ]. f/ ? 我们用的市电为交流电，但是放大器必须以直流电操作，所以电源变压器(火牛)除了负责把 220V 的电压升/降至合适的电压之外，还担任着把交流电转变成直流电的角色，这个过程叫「整流」。在放大器内*常见的整流方式为「桥式整流」，桥式整流会把市电的交流电变成变化不定的直流电，技术一点来说，这是一个包含着 50Hz x 2 = 100Hz 交流讯号的直流电源，我们称之之为「涟波」，而这个 100Hz 的涟波若未能清除掉，便会让它溜到扬声器，形成噪音，由于这些涟波的频率都很低，所以需要很大容量的滤波电容 (水塘) 来把其吸掉。. r1 j( q; G& _' g: Y* H5 U
1 u9 K0 ~1 h6 e- K 为何开关式电源变压器可解决交流啍声?因为开关电源的操作频率并不是 50Hz 或 60Hz，而是动辄过十万Hz，愈高频的涟波愈易被水塘吸收 (但太高又反而吸不掉)，况且它的操作频率远超于耳朵及扬声器的工作范围，所以电源的涟波噪音一不能在扬声器上再生 (频率太高)，二更不能被耳朵接收再传到大脑 (都是频率太高)，那又何来噪音?7 K- I; O* j) L5 L
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其他成因：
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1. 滤波电容失效(俗称干塘)3 I2 G9 \6 S. J0 ^* A4 I" b) i
1 }" R9 K) p$ x% \% K$ V 由于滤波电容成本高、体积大，一般情况下都不会选用耐高温的电容，所以在发热量高的功率放大器中，水塘往往会是寿命较短的零件。
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2. 输出功率管偏置电流失调$ a9 U2 n! E& j& }0 k' M
; g. ]" l ?& M% m 输出功率管需要在一定的偏置电流下操作，若此电流值因种种原因增加了，导致放大器的静态电流不寻常地上升，也会增加水塘的负荷，从而加强了交流啍声。; o+ @9 l/ F) P. l4 ~& b G7 j
4 c! b, o3 N* ]2 G* F3 T: c+ e+ I 3. 讯号地 (Signal ground) 与大地 (Earth) 即地线接上了，这个情况我们会在 Ground loop 部份详细分析。
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4. 变压器的电磁干扰，这个情况会在 Wiring and shielding 部份详细分析。
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4 W3 S: [! K, B& h% q 备注：% ~1 x- ]6 t" C8 I1 N
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滤波器的规模随着放大器消耗的电流量而提升。
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! _6 ]. F# M, r+ y) d$ x: c5 Y5 ?# D 甲类放大器因需要庞大的静态电流，因而令电源涟波噪音更易被察觉，所以滤波器的规模往往很大。
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2 }) ^' x: b% L2 f 电容器的等效串联电阻 (ESR) 愈低，其滤波性能愈佳。5 B. D( O o, S
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除了并联电容器以增加电量容，也可以串联电感器作 LC 甚至 Pi 形 (π) 滤波，但成本较高。 |
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发表于 2008-7-11 11:08:13
